フェランティ効果とは何か

フェラーティ効果とは何か？

フェラーティ効果の定義

フェラーティ効果は、送電線の受電端での電圧が送電端よりも増加することを指します。この効果は負荷が非常に小さい場合または無負荷（開回路）の場合に特に顕著です。これは係数またはパーセンテージ増加として説明できます。

一般的には、電流は高い電位から低い電位へと流れ、電気的電位差を平衡化します。通常、送電端の電圧は線損失により受電端の電圧よりも高いため、電流は供給端から負荷へと流れます。

しかし、1890年にS.Z. フェラーティ氏は驚くべき理論を提唱しました。中距離または長距離の送電線について、軽負荷または無負荷運転の場合、受電端の電圧が送電端の電圧を超えることがあり、これが電力システムにおけるフェラーティ効果と呼ばれています。

送電線におけるフェラーティ効果

長い送電線には、その長さに沿って大きな容量とインダクタンスがあります。フェラーティ効果は、特に軽負荷または無負荷条件下で、送電線の容量によって引き起こされる電流が受電端の負荷電流よりも大きくなるときに発生します。

コンデンサ充電電流は、送電端電圧と位相が同じ線インダクタに電圧降下を引き起こします。この電圧降下は送電線に沿って増加し、受電端の電圧が送電端の電圧よりも高くなります。これがフェラーティ効果です。

したがって、送電線の容量とインダクタンスの両方がこの現象の発生に等しく責任を持っています。短い送電線では、インダクタンスがほぼゼロと見なされるため、フェラーティ効果は無視できます。一般的に、300キロメートルの送電線で50 Hzの周波数で動作する場合、無負荷時の受電端電圧は送電端電圧よりも約5%高くなります。

次に、フェラーティ効果の解析のために上記のベクトル図を考慮します。

ここでは、Vrは参照ベクトルであり、OAで表されます。

これはOCのベクトルで表されます。

「長い送電線」の場合、実際には線抵抗は線リアクタンスと比較して無視できるほど小さくなります。したがって、ベクトルIc R = 0と仮定できます。電圧の上昇はOA – OC = 線リアクティブ降下のみによるものと考えられます。

ここで、c0とL0を送電線の1kmあたりの容量とインダクタンスの値とし、lを線長とします。

長い送電線の場合、容量はその長さ全体に分布しているため、平均的な電流は以下のようになります。

上記の方程式から明らかに、受電端での電圧上昇は線長の2乗に比例することがわかります。したがって、長い送電線では、線長とともに増加し、時には送電端電圧を超えることもあります。これがフェラーティ効果です。フェラーティ効果や関連する電力システムのトピックに関する知識を試したい場合は、私たちの電力システムMCQ（択一式問題）をご覧ください。

受電端での電圧上昇が線長の2乗に比例することは明らかです。長い送電線では、この増加は送電端電圧を超えることもあります。これがフェラーティ効果です。知識を試したい場合は、私たちの電力システムMCQ（択一式問題）をご覧ください。